Recuperació de nutrients a partir de purins per obtenir fertilitzant

Durant els últims segles, els humans han tingut un impacte en el cicle natural del fòsfor a causa del creixement exponencial de la població, amb el consegüent augment en la demanda de menjar, i en la demanda del fòsfor com a fertilitzant. El fòsfor s'obté del guano (excrements d'aus) i de la roca fosfàtica (apatita), essent així un recurs limitat. Són vàries les prediccions sobre la possible extinció d'aquest en 100-250 anys, fet que fa augmentar el preu d'aquest cada any. Per tant, les accions a dur a terme durant els propers 10-25 anys haurien d'anar enfocades a la recuperació de fòsfor en comptes de l'eliminació, fet reforçat pel canvi en les polítiques europees. Així, es podria recuperar fòsfor a partir de fonts renovables, com podrien ser els purins. En relació, els purins s'han estat aplicant directament al sòl com a fertilitzant, però l'impacte d'aquesta pràctica en el medi ambient, especialment en la qualitat de l'aigua, ha forçat el tractament dels purins abans de ser aplicats, normalment a través de l'eliminació de compostos orgànics i nutrients. No obstant això, els purins tenen un alt contingut en nutrients, fet que permet la recuperació d'aquests a partir de fonts renovables. La tesi doctoral planteja la recuperació de fòsfor en forma d'estruvita (MgNH4PO4·6H2O) o K-estruvita (MgKPO4·6H2O) a partir de purins. La recuperació de nutrients (nitrogen, N; fòsfor, P; i potassi, K) es considera un avanç important i essencial per assegurar el subministrament de fòsfor econòmicament a llarg termini, al mateix temps que s'obté un fertilitzant d'alliberació lenta.
La tesi doctoral "Assessment of struvite and K-struvite recovery from digested manure" de la investigadora Elena Tarragó Abella s'ha centrat en la recuperació de nutrients en forma d'estruvita i K-estruvita a partir de purins, obtenint així un fertilitzant d'alliberació lenta.
L'Elena Tarragó ha investigat les condicions òptimes per a la recuperació d'estruvita i K-estruvita en un cristal·litzador dissenyat pel grup LEQUIA, per a avaluar l'aplicabilitat real de la tecnologia. D'aquesta manera, s'ha aprofundit en el coneixement del procés de cristal·lització, i s'han avaluat les propietats del producte obtingut. També s'ha optimitzat el procés, tant pel que fa a les eficiències de recuperació de nutrients com pel tamany de les partícules recuperades, demostrant la viabilitat de la velocitat ascensional com a paràmetre de control del tamany de partícula, per ajustar-lo als requeriments dels clients finals. A més, es demostra la viabilitat de la recuperació d'estruvita a partir de purins digerits amb elevades concentracions de sòlids, obtenint un producte estable, i establint que la presència de sòlids en suspensió no limita la formació d'estruvita, sinó que aquests actuen com a nuclis potenciant la nucleació heterogènia, i afavorint l'agregació i/o aglomeració de cristalls d'estruvita. Finalment, es proporciona una metodologia per a recuperar a partir dels purins un dels macronutrients més limitat en el sòl (el potassi) com a K-estruvita. Actualment, la recuperació de K-estruvita és incipient, i la seva cristal·lització a partir d'aigües residuals es troba en l'etapa de prova de concepte, però amb aquesta tesi doctoral es demostra la viabilitat de la recuperació de K-estruvita a partir de purins digerits i després d'un procés de separació sòlid/líquid, i de l'eliminació de nitrogen per un procés Anammox.
En definitiva, la tesi dirigida pels doctors Maria Dolors Balaguer Condom, Sebastià Puig Broch i Maël Ruscalleda Beylier del LEQUIA, Universitat de Girona, ha demostrat la viabilitat de la recuperació de nutrients a partir de purins, els quals representen una matriu complexa i contenen una elevada concentració de sòlids. Així doncs, amb aquesta tesi doctoral es pretén aportar innovacions i reflexions sobre la recuperació dels macronutrients essencials (potassi, fòsfor i nitrogen) pel creixement de les plantes, a partir d'aigües residuals. Més concretament, sobre la recuperació sostenible de fertilitzants (estruvita i/o K-estruvita) a partir de purins.

Lectura de la tesi: 09/03/2018, Aula Magna de la Facultat de Ciències